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Kohlebürste
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Die Erfindung betrifft eine Kohlebürste mit einem an einem j!hde im
Körper der Kohlebürste vorgesehenen elektrischen Kupplungsteil Bei Kohlebürsten
ohne eingepresste, eingestampfte oder eingelötete Stromableitungslitzen wird der
Strom durch eine aufgelegte Feder oder einen angedrückten Draht bzw. eine angedrückte
Litze abgeleitet. Hierbei tritt besonders bei Qualitäten mit niedrigem Kupfergehalt
oder bei Kupferqualitäten, die strommässig hoch belastet werden, das Problem eines
zu hohnn übergangswiderstandes auf.
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Aus diesem Grund konnten kabellose Kohlebürsten bis jetzt bei vielen
Anwendungsfällen nicht eingesetzt werden. Eine Verbesserung des übergangswiderstandes
wird teilweise dadurch erreicht, dass man auf für den jeweiligen Verwendungszweck
geeignetes kupferarmes Material eine Reinkupferschicht mitaufpresst. Dieses Verfahren
hat den Nachteil, dass neben einem
etwas schwierigerem Fertigungsverfahren
eine nicht genau definierbare Aufbreitungszone des aufgepressten Kupfers besteht.
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Weiterhin ist es bekannt, auf die Oberfläche der Kohlebürste eine
gut stromleitende Kupfergaze mit aufzupressen (DT-OS 2 216 796).
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Eine weitere, in der Praxis angewandte, Möglichkeit ist es, denjenigen
Teil der Bürste galvanisch zu verkupfern, an dem die stromleitende Litze oder Feder
anliegt. Dieses Venfahren ist technisch zwar gut, jedoch fabrikationsmässig aufwendige
Alle diese Verfahren haben den Nachteil, dass die stromableitende Litze oder Feder
nur einseitig anliegt.
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Nach wie vor wird eine einwandfreie Stromübertragung, besonders bei
stark belasteten Bürsten, nur dann erreicht, wenn das ableitende Kabel in die Bürste
eingepresst, eingestampft oder eingelötet ist.
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Desweiteren ist eine Kohlebürate der eingangs genannten Art bekanntgeworden,
bei der an einem Ende im Körper der Kohlebürste ein massiver Steckerstift als elektrisches
K@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ preßt ist. Auf diesen Steckerstift wird dann in der betreffenden
elektrischen Maschine eine entsprechend profilierte Kupplung aufgesteckt, wodurch
die elektrische Verbindung zwischen Kohlebürste und mit der Kupplung verbundener
Litze hergestellt wird. Auch hiermit ist der Nachteil verbunden, daß der Übergangswidrstand
zwischen dem massiven Steckerstift und dem umgebenden Bürstenmaterial relativ hoch
ist, auch wenn das eingepreßte Teil des Steckerstiftes pr4ofiliert ausgebildet ist.
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Durch die anschließende Wärmebehandlung können nämlich Risse im Material
aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizien ten auftreten. Weiterhin besteht
die Gefahr, daß der massive Stift bzw. die massive Zunge beim Betrieb losgerüttelt
wird, wodurch ebenfalls der Übergangswiderstand erhöht wird.
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Ausserdem ist die Herstellung schwierig, weil durch gesonderte Mittel
dafür gesorgt werden muss, dass der Steckerstift richtig positioniert in die Pressform
eingebracht wird.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile; ihr liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Kohlebürste vorzuschlagen, an deren einem Ende ein elektrisches Kupplungsteil
derart eingepresst ist, dass ein praktisch vernachlässigbaer elektrischer übergangswiderstand
zwischen Kupplungsteil und Körper der Kohlebürste besteht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß das Kupplungsteil verformbar ausgebildet ist.
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Ein derartiges Kupplungsteil ist somit in dem Bereich, in dem es mit
der Kohlebürste verpreßt ist, vorzugsweise als Hohlkörper ausgebildet., so daß bei
der sich an das Pressen anschließenden Wärmebehandlung die beim Preßvorgang gute
elektrische Verbindung zwischen Kupplungsteil und Material der Kohlebürste erhalten
bleibt. Dies beruht darauf, daß die als Hohlkörper ausgebildete Buchse oder Stecker
bei der thermischen Behandlung ausreichend elastisch ist, im Gegensatz zu den bisher
verwendeten starren und massiven Steckerteilen. Auch wird die Herstellung einer
derartigen Kohlebürste vereinfacht, weil ein Kupplungsteil in Gestalt einer Hohlniet
miteingepreßt wird. Es kann auch das Kupplungsteil, das dann als Buchse ausgebildet
ist, aus dem Material der Kohlebürste beim Pre rgang dadurch hergestellt werden,
daß ein entsprechend profiliertes Durchgangsloch freigelassen wird. Dies ist insbesondere
bei der Herstellung von Kohlebürsten mit harten Qualitäten möglich.
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Das Kupplungsteil kann bei beiden erwähnten Herstellungsverfahren
(Hohlniet oder Durchgangsloch) beliebig profiliert sein, und zwar in seiner Längs-
und/oder Querrichtung. Ein entsprechendes Profil kann dann das entsprechende Gegenstück
haben.
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Bevorzugt wird es, wenn das Kupplungsteil mit einer den ueber gangswiderstand
senkenden Schicht versehen ist.
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bezüglich des Stromableiters besonders schwingfeste Eine/Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass ein er Ableitungskabel in ein/Buchse eingesetzt
und an seinem Ende mit dem Körper der Kohlebürste dauerhaft verbunden ist, beispiisweise
durch Löten, Pressen oder Schweissen.
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Eine wichtige Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist te
dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil an seiner Außensei/ mit dem Material
der Kohlebürste verkrallt ist. Diese bevorz.B.
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zugte Ausführungsform ist/bei Buchsen möglich, die aus einem getrennten
Bsenstück, beispielsweise einer Hohlniet, bestehen. Durch die erwähnte VerkraLlung
ergibt sich ein praktisch vernachlässigbarer Übergangswiderstand bei einer sehr
hohen Lebensdauer, weil eine sehr intensive Verbindung zwischen beiden Materialien
an deren Grenzschichten erreicht wird.
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Um eine derartige Verkrallung zu erreichen, wird es bevorzugt, ein
Presswerkzeug mit Oberstemp . und Unterstempel zu verwenden, wobei einer der Stempel
einen Dorn hat, dem ein Durchgangsloch des anderen Stempels entspricht, wobei auf
den Dorn eine Buchse aufgeschoben wird, die länger ist als das Preßmaß der herzustellenden
Bürste, so daß beim anschließenden Preßvorgang die Buchse an ihrer Außenseite gestaucht
und an ihrer Innensçite kalibriert wird.
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Beim geschilderten Verfahren ergibt sich somit die angestrebte Verkrallung
zwischen Buchsenstück und Material der Kohlebürste von selbst dadurch, dass die
Buchse beim Pressvorgang gestaucht wird, Die Innenwand der Buchse bleibt trotz dieser
Stauchung kalibriert,d.h. glatt,weil sich in ihr während des Stauchvorgangs der
Dorn befindet.
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In ganz entsprechender Weise erfolgt die Herstellung, wenn das Kupplungsstück
ein Steckerstift ist. In diesem Fall kann die Aufnahme für den Steckerstift als
Ringnut im Oberstempel angelötet sein.Der Unterstempel braucht kein Durchgangsloch
zu besitzen.
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Die Brfindunggird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt: Fig. 1 schematisch
in einer Seitenansicht einen Schnitt durch das obere Ende einer Kohlebürste nach
der Erfindung mit eingepresstem und als Buchse ausgebildetem Kupplungsteil sowie
unter Abstand davor befindlichem Steckerstift mit Anschlußleiterlitze; Fig. 2 einen
Schnitt entspr. Fig. 1 bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit angeschweißtem
oder angelötetem Kabel; Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung A von Fig. 1 bei einer
Ausführungsform eines Profils der Buchse; Fig. 4 eine Ansicht entspr. Fig. 3 bei
einer anderen Ausführungsform des Profils der Buchse; Fig. 5 schematisch ein Presswerkzeug
zur Herstellung einer Buchse, die mit dem Material der Kohlebürste verkrallt ist.
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Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 3 bei einem weiteren Profil;
Fig. 7 eine schematische Darstellung entsprechend Fig. 5 zur Erläuterung des Einpressens
eines Steckerstifts; Fig. 8 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, wobei das Kupplungsteil
als Steckerstift ausgebildet ist.
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In Fig. 1 ist das obere Ende einer Kohlebürste 1 gezeigt, die ein
in Querrichtung verlaufendes Durchgangsloch hat, in das eine Buchse 2 eingepresst
ist. Die Aussenseite der Buchse ist mit dem Material der Kohlebürste 1 verkrallt.
Die Innenseite ist glatt und kalibriert.
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Vor der Buchse 1 befindet sich ein dem Profil der Buchse entsprechender
Steckerstift 3 mit mit ihm verbundener Anschlussleiterlitze 4, die beim gezeigten
Ausführungsbeispiel eine Isolation 5 trägt. Diese Isolation lässt sich ggf. auf
einfache Weise von aussen über den Steckerstift auf die Litze aufschieben.
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Mögliche Profile der Buchse und des Steckerstifts sind in den Fig.
3,4 und 6 gezeigt. Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel eine kreisrunde Profilierung
und Fig. 4 und 6 eine sternförmige Profilierung. Insbesondere das in Fig. 6 gezeigte
Profil hat den Vorteil, daß wegen der sternförmigen Profilierung mögliche Restspannungen
wahrend des Glühvorgangs ausgeglichen werden können, und der übergangswiderstand
zwischen dem eingepreßten Kupplungsteil und dem umgebenden Material noch weiter
verbessert wird.
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Der Aufnahmestift 12 am Oberstempel (vgl. Fig. 5) muß die gbe5unschte
Innenkontur der Buchse 2 aufweisen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist in die Buchse 2 das freie
Ende der Litze 4 ohne Steckerstift eingeführt und an der Rückseite mit dem Material
der Kohlebürste dauerhaft und elektrisch leitend verbunden, beispielsweise durch
Lötzinn 15 oder Schweissen.
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Fig. 5 erläutert die Herstellung einer derartigen Kohlebürste.
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In einem Werkzeug 6 ist ein unterer Stempel 7 gelagert, der eine Durchgangsbohrung
8 hat, die in eine grössere Kammer 9 einmündet, die mit dem Aussenraum in Verbindung
steht. über dem Unterstempel 7 befindet sich einOberstempel 10, der in Pfeilrichtung
11 beweglich ist. An der Unterseite des Oberstempels 10 befindet sich ein Dorn 12.
Zwischen der Oberseite des Unterstempels 7 und den Seitenwänden des Werkzeugs 6
ist ein Pressraum 13 ausgebildet, der mit dem Material der Kohlebürste in Pulverform
gefüllt ist. Auf den Dorn 12 ist eine als Hohlniet ausgeführte Buchse 2 aufgesteckt,
die etwas länger ist als die fertige Kohlebürstee
Beim Pressvorgang
taucht der Oberstempel 10 in den Pressraum 13 ein und presst das Material in die
Form der Kohlebürste 1, wobei durch den Dorn 12 ein Durchgangsloch im Körper der
Kohlebürste hergestellt wird. Gleichzeitig wird die Buchse 2 dadurch gestaucht,
dass ihr nach unten überstehendes Ende auf die Oberseite 14 des Unterstempels 7
aufstösst. Dadurch wird die beschriebene und erwünschte Verkrallung der Buchse 2
mit der Kohlebürste 1 erreicht.
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Fig. 7 zeigt den Preßvorgang beim Einpressen eines verformbaren Steckerstifts
16. Auf einen Dorn 12a, der in etwa mit der Unterkante des Stempels 10 abschließt,
ist der verformbare SteckerS stift 16 aufgesteckt. Beim Eintauchen des Oberstempels
In den Preßraum 13 wird der Stift 16 bleibend verformt, wie dies Fig. 8 zeigt, indem
das untere Ende des Stifts 16 auf die Oberseite 14 des Unterstempels 7a trifft.
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Die Kohlebürste kann auch dadurch eine Kupplung erhalten, daß beim
Preßvorgang eine Vertiefung, vorzugsweise ein Durchgangsloch, in das Material der
Kohlebürste eingepreßt wird. Die Oberfläche dieser Vertiefung wird ggf. durch Metallauftrag,Kalibrieren
oder ähnliche Maßnahmen gegen Abrieb verfestigt. Dadurch wird der übergangswiderstand
zwischen dem Anschlußleiter und der Kohlebürste verbessert. Dieses Verfahren wird
wie in Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert durchgeführt, wobei jedoch die Buchse 2
zum Fortfall kommt.
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- Ansprüche